JP7376597B2 - ディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、光抽出効率が向上され、視野角による色感偏差が最小化されたディスプレイ装置に関する。

ディスプレイ装置において、有機発光ディスプレイ装置は、視野角が広く、コントラストに優れるだけではなく、応答速度が速いという長所を有しており、次世代ディスプレイ装置として注目されている。

一般的に、該有機発光ディスプレイ装置は、基板上に、薄膜トランジスタ及び有機発光素子を形成し、該有機発光素子が自ら光を発光させて作動する。そのような有機発光ディスプレイ装置は、携帯電話のような小型製品のディスプレイ部として使用されたり、テレビのような大型製品のディスプレイ部として使用されたりする。

該有機発光ディスプレイ装置は、画素電極と対向電極との間に、発光層を含む中間層が介在された有機発光素子を、それぞれの（副）画素として有する。そのような有機発光ディスプレイ装置は、一般的に、各画素の発光の有無や発光程度を、画素電極に電気的に連結された薄膜トランジスタを介して制御し、該対向電極は、複数個の（副）画素に亘って一体である形態である。

しかし、そのような従来のディスプレイ装置は、ディスプレイ装置が大面積化されることにより、それぞれの（副）画素の光抽出効率が低下し、視野角による色感偏差制御が困難であるという問題点があった。

本発明は、前述のような問題点を含み、さまざまな問題点を解決するためのものであり、光抽出効率が向上され、視野角による色感偏差が最小化されたディスプレイ装置を提供することを目的とする。しかし、そのような課題は、例示的なものであり、それにより、本発明の範囲が限定されるものではない。

本発明の一観点によれば、基板上に配される画素電極と、前記画素電極のエッジを覆い、中央部を露出させる開口を介して発光領域を定義する絶縁膜と、前記画素電極の上部に配され、側面の傾きが第１角度を有する第１光抽出パターンと、前記第１光抽出パターンの外郭において、前記第１光抽出パターンを取り囲むように配され、側面の傾きが、前記第１角度より小さい第２角度を有す、第２光抽出パターンと、を具備するディスプレイ装置が提供される。

本実施形態において、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンを覆うように、上部に平坦化膜をさらに含んでもよい。

本実施形態において、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンは、第１屈折率を有し、前記平坦化膜は、前記第１屈折率より大きい第２屈折率を有することができる。

本実施形態において、前記第１光抽出パターン、前記第２光抽出パターン及び前記平坦化膜は、透光性を有する有機物を含んでもよい。

本実施形態において、前記平坦化膜は、無機物を含む微細粒子を含んでもよい。

本実施形態において、前記第２光抽出パターンは、第２高さを有し、前記第１光抽出パターンは、前記第２高さより低い第１高さを有することができる。

本実施形態において、前記第１光抽出パターンは、第１高さを有し、前記第２光抽出パターンは、前記第１高さと同一である第２高さを有することができる。

本実施形態において、前記第１光抽出パターンは、前記発光領域に対応するように、前記開口の上部に配され得る。

本実施形態において、前記第２光抽出パターンは、前記発光領域の外郭に対応するように、前記絶縁膜の上部に配され得る。

本実施形態において、平面視において、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンは、環状の閉ループ（closed loop）形状を有することができる。

本実施形態において、平面視において、前記開口は、多角形、楕円形または円形の形状を有することができる。

本実施形態において、平面視において、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンは、前記開口の形状と類似した形態であり得る。

本実施形態において、平面視において、前記開口内に位置する中心点と、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンの中心点は、互いに一致しうる。

本実施形態において、前記開口を介して露出された前記画素電極上に配される有機発光物質を含む中間層と、前記中間層を挟み、前記画素電極と対向して配される対向電極と、をさらに含み、前記第１光抽出パターンは、前記中間層と重畳されるように配され得る。

本実施形態において、前記対向電極の上部に配されるタッチセンサ層と、前記タッチセンサ層の上部に配されるカバー層と、をさらに具備し、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンは、前記タッチセンサ層と前記カバー層との間に配され得る。

本実施形態において、前記カバー層は、前記平坦化膜上に配され得る。

本発明の他の観点によれば、基板上に配され、画素電極、前記画素電極と対向する対向電極、及び前記画素電極と前記対向電極との間に介在される中間層を含む有機発光素子と、前記画素電極のエッジを覆い、中央部を露出させる開口を介して発光領域を定義する絶縁膜と、前記絶縁膜の上部に配され、第１高さを有する第１光抽出パターンと、前記第１光抽出パターンと所定間隔離隔され、前記第１光抽出パターンを取り囲むように配され、前記第１高さより高い第２高さを有する第２光抽出パターンと、を具備するディスプレイ装置が提供される。

本実施形態において、前記第１光抽出パターンを覆うように、前記第１光抽出パターン上に配される平坦化膜をさらに含んでもよい。

本実施形態において、前記第２光抽出パターンは、前記絶縁膜に対応するように配され得る。

本実施形態において、前記第１光抽出パターンは、下面と第１角度をなす側面を有し、前記第２光抽出パターンは、下面と前記第１角度より小さい第２角度をなす側面を有することができる。

本実施形態において、前記第１光抽出パターンは、第１高さを有し、前記第２光抽出パターンは、前記第１高さより高い第２高さを有することができる。

本実施形態において、前記第１光抽出パターンと前記第２光抽出パターンとは、同一物質を含んでもよい。

本実施形態において、前記第１光抽出パターンは、第１屈折率を有し、前記平坦化膜は、前記第１屈折率より大きい第２屈折率を有することができる。

本実施形態において、前記第１光抽出パターン及び前記平坦化膜は、透光性を有する有機物を含んでもよい。

本実施形態において、平面視において、前記第１光抽出パターンは、環状の閉ループ形状を有することができる。

本実施形態において、平面視において、前記開口は、多角形、楕円形または円形の形状を有し、前記第１光抽出パターンの形状は、前記開口の形状と類似した形態でもある。

本実施形態において、平面視において、前記開口内に位置する図形の中心と、前記第１光抽出パターンの図形の中心は、互いに一致しうる。

前述の部分以外の他の側面、特徴、利点は、以下の発明を実施するための具体的な内容、特許請求の範囲、及び図面から明確になるであろう。

前述の本発明の一実施形態によれば、光抽出効率が向上され、視野角による色感偏差が最小化されたディスプレイ装置を具現することができる。ここで、そのような効果により、本発明の範囲が限定されるものではないということは、言うまでもない。

本発明の一実施形態によるディスプレイ装置を概略的に図示する平面図である。 本発明の一実施形態によるディスプレイ装置のある１画素の等価回路図である。 図１のＡ部分を拡大して図示する平面図である。 図３のＢ－Ｂ線に沿って切り取った断面を概略的に図示する断面図である。 本発明の他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素の断面を概略的に図示する断面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素の断面を概略的に図示する断面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素を概略的に図示する平面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素を概略的に図示する平面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素の断面を概略的に図示する断面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素の断面を概略的に図示する断面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素の断面を概略的に図示する断面図である。

本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明によって詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態によっても具現される。

以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明するとき、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面符号を付し、それに係わる重複説明は、省略する。

以下の実施形態において、第１、第２のような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用される。また、単数の表現は、文脈上明白にそれとは違って意味しない限り、複数の表現を含む。

なお、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、１以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。また、膜、領域、構成要素のような部分が他部分の「上」または「上部」にあるとするとき、他の部分の「真上」または「すぐ上部」にある場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。

図面においては、説明の便宜のために、構成要素の大きさが誇張されてもあり、縮小されてもいる。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために任意に示されているので、本発明は、必ずしも図示されているところに限定されるものではない。

ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、直交座標系上の三軸に限定されるものではなく、それを含む広義にも解釈される。例えば、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに直交しうるが、互いに直交せずに、互いに異なる方向を指することもできる。

ある実施形態が異なって具現可能である場合、特定の工程順序は、説明される順序と異なるようにも遂行される。例えば、連続して説明される２つの工程が実質的に同時にも遂行され、説明される順序と反対の順序にも進められる。

図１は、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置を概略的に図示する平面図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置１は、基板１００、及び基板１００上に位置したディスプレイ部２００を含む。

基板１００は、ガラス、金属または有機物のような多様な材質から形成することができる。一実施形態によれば、基板１００は、柔軟な材料によっても形成される。例えば、基板１００は、十分に反って曲がったり、ロールされたりするポリイミド（ＰＩ）のような材質によって形成され得るが、それは、例示的なものであり、本発明は、それに制限されるものではない。

基板１００は、表示領域ＤＡ及び非表示領域ＮＤＡを含む。表示領域ＤＡ上には、ディスプレイ部２００が位置する。非表示領域ＮＤＡは、表示領域ＤＡの外郭、基板１００のエッジに沿って配される。非表示領域ＮＤＡ上には、一側に、ディスプレイ部２００に信号を供給する駆動部ＤＵが配されうる。

複数の画素Ｐは、表示領域ＤＡに配される。画素Ｐは、信号線及び電源線と電気的に連結された薄膜トランジスタ及びストレージキャパシタなどを含む画素回路、並びに前述の画素回路に連結された表示要素、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：organic light emitting diode）を含んでもよい。

画素Ｐは、有機発光ダイオードを介し、例えば、赤色、緑色、青色または白色の光を放出することができる。本明細書における画素Ｐとは、前述のように、赤色、緑色、青色、白色のうちいずれか１つの色相の光を放出する画素と理解することができる。画素Ｐに具備された表示要素が有機発光ダイオードである場合、該薄膜トランジスタは、少なくとも駆動薄膜トランジスタ及びスイッチング薄膜トランジスタを含んでもよい。

図２は、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置のある１画素の等価回路図である。

図２を参照すれば、画素Ｐは、画素回路ＰＣ、及び画素回路ＰＣに連結された表示要素を含む。図２においては、表示要素として、有機発光ダイオードＯＬＥＤを図示している。画素回路ＰＣは、第１薄膜トランジスタＴ１、第２薄膜トランジスタＴ２及びストレージキャパシタＣｓｔを含んでもよい。

第２薄膜トランジスタＴ２は、スイッチング薄膜トランジスタであり、スキャン線ＳＬ及びデータ線ＤＬに連結され、スキャン線ＳＬから入力されるスイッチング電圧により、データ線ＤＬから入力されたデータ電圧を、第１薄膜トランジスタＴ１に伝達する。ストレージキャパシタＣｓｔは、第２薄膜トランジスタＴ２と駆動電圧線ＰＬとに連結され、第２薄膜トランジスタＴ２から伝達された電圧と、駆動電圧線ＰＬに供給される第１電源電圧ＥＬＶＤＤとの差に該当する電圧を保存する。

第１薄膜トランジスタＴ１は、駆動薄膜トランジスタであり、駆動電圧線ＰＬとストレージキャパシタＣｓｔとに連結され、ストレージキャパシタＣｓｔに保存された電圧値に対応し、駆動電圧線ＰＬから有機発光ダイオードＯＬＥＤを流れる駆動電流Ｉｄを制御することができる。有機発光ダイオードＯＬＥＤは、駆動電流Ｉｄにより、所定の輝度を有する光を放出することができる。有機発光ダイオードＯＬＥＤの対向電極（例：カソード）は、第２電源電圧ＥＬＶＳＳを供給されうる。

図２においては、画素回路ＰＣが２個の薄膜トランジスタと、１個のストレージキャパシタとを含むものとして説明しているが、本発明は、それに限定されるものではない。薄膜トランジスタの個数、及びストレージキャパシタの個数は、画素回路ＰＣの設計により、多様に変更されうることは言うまでもない。

図３は、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置の一部を概略的に図示する平面図である。図３は、図１のＡ部分に対応しうる。

図３を参照すれば、本実施形態によるそれぞれの画素Ｐは、有機発光ダイオードＯＬＥＤの上部に位置した光抽出部３００を含む。光抽出部３００は、第１光抽出パターン３１０、第２光抽出パターン３２０、並びに第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０を覆う平坦化膜３３０を含む。

第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、同一層に配され、絶縁膜１５０の上部に位置する。絶縁膜１５０は、開口ＯＰを介し、発光領域ＥＡを定義し、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、開口ＯＰの上部に位置する。

平面視において、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、環状の閉ループ（closed loop）形状を有する。図３において、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、額縁のような形状を有するが、それに限定されるものではない。第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、開口ＯＰの形状に沿い、それと類似した形態にも形成される。図３において開口ＯＰは、ほぼ四角形状に図示されるが、図７のような八角形、または図８のような六角形のような多様な形状を有することもできる。それ以外にも、開口ＯＰは、多角形、楕円形または円形にも形成される。

開口ＯＰでもって定義された発光領域ＥＡは、第１方向に沿う第１軸ＣＡＸ１を基準に対称に形成され、第２方向に沿う第２軸ＣＡＸ２を基準に対称に形成されうる。第１方向と第２方向は、互いに交差することができ、一例として、直交することができる。第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、第１軸ＣＡＸ１を基準に対称に形成され、同様に第２軸ＣＡＸ２を基準に対称に形成される。

第１軸ＣＡＸ１と第２軸ＣＡＸ２は、一点で互いに出合い、この点は、図形の中心点Ｏと定義される。第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０も、それと同一方法によって定義される中心点Ｏを有し、開口ＯＰと、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、中心点Ｏを互いに共有することができる。一実施形態として、開口ＯＰが多角形に形成される場合、中心点Ｏは、開口ＯＰで互いに対向する２つのコーナーを連結した２本以上の対角線が互いに出合う点とも定義される。

第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、有機発光ダイオードＯＬＥＤ上に配され、有機発光ダイオードＯＬＥＤから発光する光が外部にさらに多く出光されるようにするために具備される。比較例として、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０が、第１軸ＣＡＸ１及び第２軸ＣＡＸ２を基準に対称に形成されない場合、発光領域ＥＡ内の特定部分において、光がさらに反射されるか、あるいは不十分に反射されるというような違いが発生し、それは、視認性不良となってしまう。従って、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、開口ＯＰと同一に、第１軸ＣＡＸ１及び第２軸ＣＡＸ２を基準に対称に形成される。

第１光抽出パターン３１０は、開口ＯＰ内側の発光領域ＥＡに対応するように配される。すなわち、第１光抽出パターン３１０は、開口ＯＰ内側の発光領域ＥＡと重畳されるように配され、それは、開口ＯＰ内に位置した中間層２４０と重畳されて配されるとも理解される。

第２光抽出パターン３２０は、開口ＯＰ外側の非発光領域ＮＥＡに対応するように配される。すなわち、第２光抽出パターン３２０は、開口ＯＰ外側の非発光領域ＮＥＡと重畳されるように配され、それは、絶縁膜１５０と重畳されて配されるとも理解される。絶縁膜１５０が除去された領域が、開口ＯＰ、すなわち、発光領域ＥＡと定義され、絶縁膜１５０が除去されていない領域は、非発光領域ＮＥＡと定義されるので、第１光抽出パターン３１０は、発光領域ＥＡ上に、第２光抽出パターン３２０は、非発光領域ＮＥＡ上に配されるとも理解される。

第１光抽出パターン３１０は、第１幅Ｗ１に具備され、第２光抽出パターン３２０は、第２幅Ｗ２に具備される。このとき、第２幅Ｗ２は、第１幅Ｗ１より広く具備されうる。それは、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０の側面がなす角、及びそれらが配される位置による出光効率と関連がある。それについては、図４及び図５において、詳細に説明する。

図４は、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置の一部を概略的に図示する断面図であり、図５は、本発明の他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素の断面を概略的に図示する断面図である。図４は、図３のＢ－Ｂ線に沿って切り取った断面に対応しうる。

まず、図４を参照すれば、表示領域ＤＡに位置した画素Ｐは、画素回路ＰＣを含み、画素回路ＰＣは、薄膜トランジスタ２１０及びストレージキャパシタ２２０を含む。図４の薄膜トランジスタ２１０は、図２の駆動薄膜トランジスタである第１薄膜トランジスタＴ１でもある。

画素回路ＰＣは、基板１００上に順次に位置する、バッファ層１０１、ゲート絶縁層１０３及び層間絶縁層１０５を含んでもよい。

バッファ層１０１は、不純物の侵入を防止するために、基板１００上に配され、ゲート絶縁層１０３は、薄膜トランジスタ２１０の半導体層２１１とゲート電極２１３との間に介在される。層間絶縁層１０５は、薄膜トランジスタ２１０のゲート電極２１３と、ソース電極２１５ｓ及びドレイン電極２１５ｄとの間に介在され、同時に、ストレージキャパシタ２２０の下部電極２２１と上部電極２２３との間に介在され、誘電体として機能することができる。

バッファ層１０１、ゲート絶縁層１０３、層間絶縁層１０５は、いずれも絶縁性無機物から形成され得る。例えば、バッファ層１０１、ゲート絶縁層１０３及び層間絶縁層１０５は、それぞれシリコン窒化物、シリコン酸化物及び／またはシリコン酸窒化物によって形成されてもよい。

図４においては、画素回路ＰＣの薄膜トランジスタ２１０がトップゲートタイプである場合について説明したが、本発明は、それに制限されるものではない。他の実施形態として、薄膜トランジスタ２１０は、ボトムゲートタイプであり得る。また、図４においては、ストレージキャパシタ２２０の下部電極２２１及び上部電極２２３が、それぞれゲート電極２１３、並びにソース電極２１５ｓ及びドレイン電極２１５ｄと同一物質を含むように同一層に位置する場合について説明したが、本発明は、それに制限されるものではなく、多様に変更可能である。

有機発光ダイオードＯＬＥＤは、コンタクトホールを有するビア層１３０を挟み、画素回路ＰＣと電気的に連結された画素電極２３０、画素電極２３０と対向する対向電極２５０、及びそれら間に介在される中間層２４０を含む。一実施形態として、ビア層１３０は、絶縁性有機物によって形成され得る。

画素電極２３０は、画素定義膜と理解され得る絶縁膜１５０に具備された開口ＯＰを介して露出され、画素電極２３０のエッジは、絶縁性有機物によって形成された絶縁膜１５０によってカバーされ得る。一実施形態として、画素電極２３０は、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）、またはそれらの化合物を含んでもよい。

対向電極２５０は、一体に形成され、表示領域ＤＡを全体的にカバーすることができる。一実施形態として、対向電極２５０は、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを含む薄膜金属層、または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：indium tin oxide）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：indium zinc oxide）、酸化亜鉛（ＺｎＯ：zinc oxide）、酸化インジウム（ＩＩＩ）（Ｉｎ_２Ｏ_３）、インジウムガリウム酸化物（ＩＧＯ：indium gallium oxide）またはアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ：aluminum zinc oxide）のような透光性導電層（ＴＣＯ：transparent conductive oxide）であり得る。

中間層２４０は、赤色、緑色もしくは青色の光を放出する蛍光物質またはリン光物質を含む有機物によって形成されてもよく、表示領域ＤＡにおける画素Ｐに対応し、パターニングすることができる。

図示されていないが、中間層２４０を挟み、中間層２４０と画素電極２３０との間に介在される第１機能層（図示せず）、及び中間層２４０と対向電極２５０との間に介在される第２機能層（図示せず）のうち少なくともいずれか１層の機能層を含んでもよい。該第１機能層と該第２機能層は、画素電極２３０上にパターニングされて形成される中間層２４０とは異なり、ディスプレイ部２００全面に形成される共通層であり得る。

該第１機能層は、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ：hole injection layer）及び正孔輸送層（ＨＴＬ：hole transport layer）のうち少なくともいずれか１層を含んでもよい。該正孔注入層は、アノードから正孔が容易に放出されるようにし、該正孔輸送層は、正孔注入層の正孔が発光層まで伝達されるようにする。該第２機能層は、電子輸送層（ＥＴＬ：electron transport layer）及び電子注入層（ＥＩＬ：electron injection layer）のうち少なくともいずれか１層を含んでもよい。該電子注入層は、カソードから電子が容易に放出されるようにし、該電子輸送層は、電子注入層の電子が発光層まで伝達されるようにする。

表示領域ＤＡ上には、封止層２６０が配される。図４においては、封止層２６０が表示領域ＤＡ上に位置しているように図示されているが、封止層２６０は、非表示領域ＮＤＡ上にも一部配されうる。

他の実施形態として、封止層の代わりに、基板１００の上部に封止基板（図示せず）を具備し、基板１００の外郭にシーラント（図示せず）を利用し、基板１００と該封止基板とを接合させることにより、ディスプレイ部２００を密封する構造を具備することもできる。本実施形態においては、封止層２６０を介し、ディスプレイ部２００を密封する構造について説明することにする。

封止層２６０は、第１無機膜２６１及び第２無機膜２６３と有機膜２６２とを含む。例えば、封止層２６０は、第１無機膜２６１、有機膜２６２及び第２無機膜２６３が順次に積層されて形成され得る。第１無機膜２６１及び第２無機膜２６３は、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、セリウム酸化物及びシリコン酸窒化物のうち少なくともいずれか１つの物質を含んでもよい。第１無機膜２６１及び第２無機膜２６３は、例えば、化学気相蒸着（ＣＶＤ）工程によって形成され得る。

有機膜２６２は、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリイソプレン、ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、セルロース系樹脂及びペリレン系樹脂からなる群から選択された１以上の物質を含んでもよい。

一実施形態において、有機膜２６２は、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）またはオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）のような物質を、原料ガスとして使用した原子層蒸着（ＡＬＤ：atomic layer deposition）工程によって形成され得る。

他の実施形態として、有機膜２６２は、液状のモノマーを蒸着した後、熱や紫外線のような光を利用して硬化させるによって形成され得る。

本実施形態においては、封止層２６０が、２層の第１無機膜２６１及び第２無機膜２６３、並びに１層の有機膜２６２を具備する場合について説明したが、無機封止層と有機封止層との積層順序及び積層個数は、それに限定されるものではない。

光抽出部３００は、封止層２６０上に位置することができる。本実施形態において、光抽出部３００は、封止層２６０上に位置しているように図示されているが、他の実施形態として、光抽出部３００と封止層２６０との間に各種機能層が介在され、光抽出部３００は、そのような機能層上に配され得る。該機能層は、例えば、タッチセンサ層、偏光層、フィルタ層、有機層、無機層などであり得る。

光抽出部３００は、第１光抽出パターン３１０、第２光抽出パターン３２０、並びに第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０を覆う平坦化膜３３０を含む。第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、同一層に配され、平坦化膜３３０は、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０を覆うように配される。平坦化膜３３０は、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０の上面を平坦化させ、上部にウィンドウカバー（図示せず）などが配されるようにする役割を行う。

図４及び図５を参照すれば、絶縁膜１５０の開口ＯＰでもって定義される発光領域ＥＡ上には、第１光抽出パターン３１０が配され、開口ＯＰ外郭の非発光領域ＮＥＡ上には、第２光抽出パターン３２０が配される。図４のように、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、発光領域ＥＡの中心を通る中心軸ＣＡＸを基準に対称となるように具備される。中心軸ＣＡＸは、図３の第１軸ＣＡＸ１に対応しうる。

図５を参照すれば、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、第１屈折率を有し、平坦化膜３３０は、第２屈折率を有するように具備される。このとき、平坦化膜３３０の第２屈折率は、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０の第１屈折率より大きく具備される。すなわち、平坦化膜３３０を形成する物質の屈折率が、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０を形成する物質の屈折率より大きいことを意味する。そのような特性を利用し、有機発光ダイオードＯＬＥＤから発光した光が、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０の表面で全反射されるようにし、正面から出光されることにより、出光効率を向上させることができる。

第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０、並びに平坦化膜３３０は、例えば、透光性を有する有機物を含む。光抽出部３００が、有機発光ダイオードＯＬＥＤの出光効率を向上させるために具備され、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置は、前面発光を全体として行うので、光抽出部３００を形成する構成要素は、透光性を有する物質で構成される。例えば、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０、並びに平坦化膜３３０は、アクリル系有機膜などによって形成され得るが、必ずしもそれに制限されるものではなく、透光性を有する有機物であり、平坦化膜３３０の屈折率が、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０の屈折率より大きい物質であれば足りる。

一実施形態として、相対的に高屈折率を有する平坦化膜３３０は、屈折率向上のために、有機物３３１内に、微細粒子３３２が分散された物質を含んでもよい。微細粒子３３２は、例えば、ジルコニアのような無機物であり得る。

第１光抽出パターン３１０は、側面の傾きが第１角度θ１を有し、第２光抽出パターン３２０は、側面の傾きが第２角度θ２を有するように具備される。このとき、第１角度θ１は、第２角度θ２より大きく具備される。例えば、第１角度θ１は、約７０°ないし９０°に形成されてもよく、第２角度θ２は、約７０°ないし８０°に形成されてもよい。図５において、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、ほぼ台形状に図示されているが、第１光抽出パターン３１０は、長方形状に形成されてもよい。そのような第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０の第１角度θ１及び第２角度θ２は、画素Ｐの大きさ、光抽出部３００の厚みなどを総合的に考慮して設計され得る。

図５のように、発光領域ＥＡの中心から発光した光は、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０の側面表面で全反射され、有機発光ダイオードＯＬＥＤの正面から出光する。ディスプレイ装置を使用するユーザの立場において、ディスプレイ装置とユーザ視角は、ほぼ一直線上に位置する場合がほとんどであり、従って、有機発光ダイオードＯＬＥＤから発光した光が、どれほど正面から出光するかということがディスプレイ装置の性能において重要な要素のうちの一つである。そのために、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置においては、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０を、有機発光ダイオードＯＬＥＤの上部に具備することにより、有機発光ダイオードＯＬＥＤから発光した光の正面出光効率を上昇させ、ディスプレイ装置の性能及び寿命を大幅に向上させることができる。

図５においては、発光領域ＥＡの中心から発光した光を、角度により、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２として図示している。第２光Ｌ２は、第１光Ｌ１に比べ、中心軸ＣＡＸとなす角度がさらに大きく、非発光領域ＮＥＡ側に進む。そのような第２光Ｌ２は、有機発光ダイオードＯＬＥＤの正面に直進しないために、比較例として、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０を具備しない場合、第２光Ｌ２は、隣接画素と混色されたり、有機発光ダイオードＯＬＥＤの光効率を低下させたりする主要原因になる。従って、非発光領域ＮＥＡ上に、第２光抽出パターン３２０を具備することにより、非発光領域ＮＥＡ側に進む第２光Ｌ２を正面から出光させ、出光効率を向上させることができる。

前述のように、第２光Ｌ２は、非発光領域ＮＥＡ側に進み、中心軸ＣＡＸとなす角度が相対的に大きいために、入射角を考慮し、第２光抽出パターン３２０の側面がなす角度は、第１光抽出パターン３１０に比べ、相対的に小さく具備される。それと類似した原理で、第１光Ｌ１は、発光領域ＥＡ側に進み、中心軸ＣＡＸとなす角度が相対的に小さいために、入射角を考慮し、第１光抽出パターン３１０の側面がなす角度は、第２光抽出パターン３２０に比べ、相対的にさらに大きく具備される。

第１光Ｌ１は、発光領域ＥＡ側に進むことには進むが、比較例として、第１光抽出パターン３１０を具備しない場合、正面から出光されるものではない。従って、発光領域ＥＡ上に、第１光抽出パターン３１０を具備することにより、第１光Ｌ１を正面から出光させ、出光効率を向上させることができる。

第１光抽出パターン３１０は、第１高さｈ１を有し、第２光抽出パターン３２０は、第２高さｈ２を有する。このとき、第１光抽出パターン３１０の第１高さｈ１は、第２光抽出パターン３２０の第２高さｈ２より低く具備される。第１光抽出パターン３１０は、発光領域ＥＡの上部に配されるために、相対的に薄い厚みに形成することが光効率の側面で容易である。

それと同一原理により、第１光抽出パターン３１０は、第１幅Ｗ１を有し、第２光抽出パターン３２０は、第２幅Ｗ２を有する。このとき、第１光抽出パターン３１０の第１幅Ｗ１は、第２光抽出パターン３２０の第２幅Ｗ２より狭く具備される。前述のように、第１光抽出パターン３１０を形成する物質が透光性を有するとしても、発光領域ＥＡの上部に構造物を配置する場合、光効率が低下してしまう虞がある。従って、発光領域ＥＡ上に配される第１光抽出パターン３１０は、非発光領域ＮＥＡ上に配される第２光抽出パターン３２０より狭い幅を有するようにし、第１光抽出パターン３１０による、発光領域ＥＡの光効率の低下を最小化させることができる。例えば、第１光抽出パターン３１０の第１幅Ｗ１は、同一方向を基準に、発光領域ＥＡのおよそ１０％ないし３０％ほどであり得るが、必ずしもそれに限定されるものではない。

図６は、本発明の他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素の断面を概略的に図示する断面図である。

図６の実施形態は、図４の実施形態と、画素回路ＰＣの構造において違いがある。それ以外の構成は、図４の実施形態と同一であるが、以下においては、画素回路ＰＣ構造の違いを中心に説明する。

図６を参照すれば、画素回路ＰＣは、薄膜トランジスタ２１０及びストレージキャパシタ２２０を含む。画素回路層１１０は、基板１００上に順次に位置するバッファ層１０１、ゲート絶縁層１０３、誘電体絶縁層１０５、層間絶縁層１０７及び無機保護膜１０９を含んでもよい。

バッファ層１０１は、不純物の浸透を防止するために、基板１００上に配され、ゲート絶縁層１０３は、薄膜トランジスタ２１０の半導体層２１１とゲート電極２１３との間に介在され、誘電体絶縁層１０５は、ストレージキャパシタ２２０の下部電極２２１と上部電極２２３との間に介在され、層間絶縁層１０７は、薄膜トランジスタ２１０のゲート電極２１３と、ソース電極２１５ｓ及びドレイン電極２１５ｄとの間に介在される。

バッファ層１０１、ゲート絶縁層１０３、誘電体絶縁層１０５、層間絶縁層１０７及び無機保護膜１０９は、いずれも絶縁性無機物によって形成される。例えば、バッファ層１０１、ゲート絶縁層１０３、誘電体絶縁層１０５、層間絶縁層１０７及び無機保護膜１０９は、それぞれシリコン窒化物、シリコン酸化物及び／またはシリコン酸窒化物によっても形成される。

図６においては、薄膜トランジスタ２１０とストレージキャパシタ２２０とが重畳されるように配され、薄膜トランジスタ２１０のゲート電極２１３が、ストレージキャパシタ２２０の下部電極２２１である場合を図示しているが、本発明は、それに限定されるものではない。

図７及び図８は、本発明のさらに他の実施形態によるディスプレイ装置のある１画素を概略的に図示する平面図であり、図３の変形実施形態である。

前述の図３においては、開口ＯＰでもって定義された発光領域ＥＡが、ほぼ四角形状を有する場合を図示したが、図７及び図８においては、変形実施形態として、開口ＯＰでもって定義された発光領域ＥＡが、ほぼ八角形状を有する場合、及び六角形状を有する場合を図示する。図７及び図８の実施形態において、開口ＯＰの形状を除いては、図３の実施形態と同一であるが、以下においては、違いを主として説明する。

図７を参照すれば、開口ＯＰでもって定義された画素Ｐ’の発光領域ＥＡは、ほぼ八角形状を有することができる。発光領域ＥＡは、第１方向に沿う第１軸ＣＡＸ１、及びそれと交差する第２軸ＣＡＸ２と対称になるように形成される。第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、開口ＯＰの形状に沿って類似した形態に具備される。図３と同様に、第１光抽出パターン３１０は、発光領域ＥＡ上部に配され、第２光抽出パターン３２０は、非発光領域ＮＥＡ上部に配される。

図８を参照すれば、開口ＯＰでもって定義された画素Ｐ”の発光領域ＥＡは、ほぼ八角形状を有することができる。発光領域ＥＡは、第１方向に沿う第１軸ＣＡＸ１、及びそれと交差する第２軸ＣＡＸ２と対称になるように形成される。図８の第１方向及び第２方向は、図７と比較するとき、対角線方向でもある。すなわち、画素Ｐ”の形状及び配置は、ストライプタイプだけではなく、ペンタイルタイプにも形成されるが、その場合、図８のような画素Ｐ”形状を有することができる。その場合にも同様に、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、開口ＯＰの形状に沿い、類似した形態に具備される。第１光抽出パターン３１０は、発光領域ＥＡ上部に配され、第２光抽出パターン３２０は、非発光領域ＮＥＡ上部に配される。

図９及び図１０は、本発明のさらに他の実施形態による一画素の断面を概略的に図示する断面図であり、図４の変形実施形態である。

図９及び図１０の実施形態は、光抽出部３００の構造において、図４の実施形態と違いがある。それ以外の構成は、図４の実施形態と同一であるが、以下においては、光抽出部３００構造の違いを中心に説明する。

図９を参照すれば、第１光抽出パターン３１０の第１高さｈ１と、第２光抽出パターン３２０の第２高さｈ２とが同一に具備され得る。前述の図４の実施形態においては、第１光抽出パターン３１０の第１高さｈ１を、第２光抽出パターン３２０の第２高さｈ２より低く形成したが、それは、発光領域ＥＡの光効率以外の製造工程の問題と係わる。すなわち、第１光抽出パターン３１０の側面角度をほぼ９０°に近接するように設計することにより、相対的に小さい側面角度を有する第２光抽出パターン３２０パターンに比べ、高い高さを有するように形成することが工程上困難である。また、発光領域ＥＡの光効率のために、第１光抽出パターン３１０の幅を広げるのに限界があり、図４の実施形態においては、第１光抽出パターン３１０の高さを低くする方向に、光抽出部３００を設計した。

従って、工程上、条件が可能である場合であるならば、図９のように、第１光抽出パターン３１０の第１高さｈ１と、第２光抽出パターン３２０の第２高さｈ２とを同一に具備することも可能である。

図１０を参照すれば、第１光抽出パターン３１０及び第２光抽出パターン３２０は、非発光領域ＮＥＡの上部に位置することができる。その場合、内側に位置した第１光抽出パターン３１０の第１高さｈ１は、外側に位置した第２光抽出パターン３２０の第２高さｈ２より低くも具備される。それを介し、非発光領域ＮＥＡ側に進む光のうち、第１光抽出パターン３１０によって反射されなかった光は、第２光抽出パターン３２０によって反射され、有機発光ダイオードＯＬＥＤの正面出光効率を上昇させることができる。

図１１は、本発明のさらに他の実施形態によるディスプレイ装置の１画素の断面を概略的に図示する断面図であり、図４の変形実施形態である。

図１１の実施形態は、封止層２６０の上部構造において、図４の実施形態と違いがある。それ以外の構成は、図４の実施形態と同一であるが、以下においては、封止層２６０の上部構造の違いを中心に説明する。

図１１を参照すれば、本実施形態によるディスプレイ装置は、光抽出部３００、タッチセンサ層４００及びカバー層５００を含む。光抽出部３００は、タッチセンサ層４００とカバー層５００との間に介在され得る。

タッチセンサ層４００は、ユーザのタッチ入力を、電気的または物理的に感知し、それを電気的信号として、ディスプレイ部に伝達する役割を行う。一実施形態として、タッチセンサ層４００は、封止層２６０上に直接形成され得る。すなわち、タッチセンサ層４００は、封止層２６０上に、直接センシングパターン及び絶縁膜などが形成されうる。他の実施形態として、タッチセンサ層４００は、タッチパネル形態で、封止層２６０上にラミネーションされうる。このとき、タッチセンサ層４００は、接着層（図示せず）によって封止層２６０上に配され得る。

光抽出部３００は、タッチセンサ層４００上に位置することができる。光抽出部３００上には、カバーウィンドウに対応するカバー層５００が配されうる。

以上においては、ディスプレイ装置についてだけ主に説明したが、本発明は、それらに限定されるものではない。例えば、そのようなディスプレイ装置を製造するためのディスプレイ装置の製造方法も、本発明の範囲に属する。

本発明は、図面に図示された実施形態を参照して説明されたがそれは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野において当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。

Claims (27)

1. 基板上に配される画素電極と、
   前記画素電極のエッジを覆い、中央部を露出させる開口を介して発光領域を定義する絶縁膜と、
   前記画素電極の上部に配され、側面の傾きが第１角度を有する第１光抽出パターンと、
   前記第１光抽出パターンの外郭において、前記第１光抽出パターンを取り囲むように配され、側面の傾きが、前記第１角度より小さい第２角度を有する第２光抽出パターンと、を具備する、ディスプレイ装置。
2. 前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンを覆うように、上部に平坦化膜をさらに含む、請求項１に記載のディスプレイ装置。
3. 前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンは、第１屈折率を有し、前記平坦化膜は、前記第１屈折率より大きい第２屈折率を有する、請求項２に記載のディスプレイ装置。
4. 前記第１光抽出パターン、前記第２光抽出パターン及び前記平坦化膜は、透光性を有する有機物を含む、請求項２に記載のディスプレイ装置。
5. 前記平坦化膜は、無機物を含む微細粒子を含む、請求項２に記載のディスプレイ装置。
6. 前記第２光抽出パターンは、第２高さを有し、前記第１光抽出パターンは、前記第２高さより低い第１高さを有する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
7. 前記第１光抽出パターンは、第１高さを有し、前記第２光抽出パターンは、前記第１高さと同一である第２高さを有する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
8. 前記第１光抽出パターンは、前記発光領域に対応するように、前記開口の上部に配される、請求項１に記載のディスプレイ装置。
9. 前記第２光抽出パターンは、前記発光領域の外郭に対応するように、前記絶縁膜の上部に配される、請求項８に記載のディスプレイ装置。
10. 平面視において、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンは、環状の閉ループ形状を有する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
11. 平面視において、前記開口は、多角形、楕円形または円形の形状を有する、請求項１０に記載のディスプレイ装置。
12. 平面視において、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンは、前記開口の形状と類似した形態である、請求項１０に記載のディスプレイ装置。
13. 平面視において、前記開口内に位置する中心点と、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンの中心点は、互いに一致する、請求項１０に記載のディスプレイ装置。
14. 前記開口を介して露出された前記画素電極上に配される有機発光物質を含む中間層と、
    前記中間層を挟み、前記画素電極と対向して配される対向電極と、をさらに含み、
    前記第１光抽出パターンは、前記中間層と重畳されるように配される、請求項１に記載のディスプレイ装置。
15. 前記対向電極の上部に配されるタッチセンサ層と、
    前記タッチセンサ層の上部に配されるカバー層と、をさらに具備し、
    前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンは、前記タッチセンサ層と前記カバー層との間に配される、請求項１４に記載のディスプレイ装置。
16. 前記カバー層は、前記第１光抽出パターン及び前記第２光抽出パターンを覆う平坦化膜上に配される、請求項１５に記載のディスプレイ装置。
17. 基板上に配され、画素電極、前記画素電極と対向する対向電極、及び前記画素電極と前記対向電極との間に介在される中間層を含む有機発光素子と、
    前記画素電極のエッジを覆い、中央部を露出させる開口を介して発光領域を定義する絶縁膜と、
    前記絶縁膜の上部に配され、第１高さを有する第１光抽出パターンと、
    前記第１光抽出パターンと所定間隔離隔され、前記第１光抽出パターンを取り囲むように配され、前記第１高さより高い第２高さを有する第２光抽出パターンと、を具備する、ディスプレイ装置。
18. 前記第２光抽出パターンは、前記絶縁膜に対応するように配される、請求項１７に記載のディスプレイ装置。
19. 前記第１光抽出パターンは、下面と第１角度をなす側面を有し、前記第２光抽出パターンは、下面と前記第１角度より小さい第２角度をなす側面を有する、請求項１７に記載のディスプレイ装置。
20. 前記第１光抽出パターンは、第１高さを有し、前記第２光抽出パターンは、前記第１高さより高い第２高さを有する、請求項１７に記載のディスプレイ装置。
21. 前記第１光抽出パターンと前記第２光抽出パターンとは、同一物質を含む、請求項１７に記載のディスプレイ装置。
22. 前記第１光抽出パターンを覆うように、前記第１光抽出パターン上に配される平坦化膜をさらに含む、請求項１７に記載のディスプレイ装置。
23. 前記第１光抽出パターンは、第１屈折率を有し、前記平坦化膜は、前記第１屈折率より大きい第２屈折率を有する、請求項２２に記載のディスプレイ装置。
24. 前記第１光抽出パターン及び前記平坦化膜は、透光性を有する有機物を含む、請求項２３に記載のディスプレイ装置。
25. 平面視において、前記第１光抽出パターンは、環状の閉ループ形状を有する、請求項２３に記載のディスプレイ装置。
26. 平面視において、前記開口は、多角形、楕円形または円形の形状を有し、前記第１光抽出パターンの形状は、前記開口の形状と類似した形態である、請求項１７に記載のディスプレイ装置。
27. 平面視において、前記開口内に位置する図形の中心と、前記第１光抽出パターンの図形の中心は、互いに一致する、請求項１７に記載のディスプレイ装置。